Особливості областей використання

Багатозадачні ОС поділяють на три типи, відповідно до використаних критеріїв ефективності:

• системи пакетної обробки (наприклад, ОС, ЕС);

• системи поділу часу (UNIX, VМS);

• системи реального часу (QNT, RТ/11).

Системи пакетної обробки використовують для вирішення задач, в основному обчислювального характеру, що не потребує швидкого отримання результатів. Головною метою і критерієм ефективності систем пакетної обробки є максимальна пропускна здатність, тобто рішення максимальної кількості задач за одиницю часу. Для досягнення цієї мети, в системах пакетної обробки використовують наступну схему функціонування: на початку роботи формують пакет завдань, кожне завдання містить вимогу до системних ресурсів, з цього пакету формують мультипрограмну суміш, тобто безліч одночасно виконуваних задач. Для одночасного виконання вибирають задачі, пред'являють вимоги, що відрізняються від ресурсів, так, щоб забезпечувалося збалансоване завантаження всіх будов обчислювальної машини; так, наприклад, у мультипрограмній суміші бажана одночасна присутність обчислювальних задач і задач з інтенсивним введенням-виведенням. Таким чином, вибір нового завдання з пакету завдань залежить від внутрішньої ситуації, що формується в системі, тобто вибирається "вигідне" завдання. Отже, у таких ОС неможливо гарантувати виконання того чи іншого завдання протягом визначеного періоду часу. У системах пакетної обробки переключення процесора з виконання однієї задачі на виконання іншої відбувається тільки у випадку, якщо активна задача сама відмовляється від процесора, наприклад, через необхідність виконати операцію введення-виведення. Тому одна задача може надовго зайняти процесор, що унеможливлює виконання інтерактивних задач. Таким чином, взаємодія користувача з обчислювальною машиною, на якій установлена система пакетної обробки, зводиться до того, що він приносить завдання, віддає його диспетчеру-оператору, а наприкінці дня після виконання всього пакету завдань одержує результат. Очевидно, такий порядок знижує ефективність роботи користувача.

Системи поділу часу призвані виправити основний недолік систем пакетної обробки – ізоляцію користувача-програміста від процесу виконання його задач. Кожному користувачу системи поділу часу надається термінал, з якого він може вести діалог зі своєю програмою. Оскільки в системах поділу часу кожній задачі виділяється тільки квант процесорного часу. Жодна задача не займає процесор надовго і тому час відповіді є прийнятним. Якщо квант обраний невеликим, то у всіх користувачів, що одночасно працюють на одній і тій же машині, складається враження, що кожний із них одноосібно використовує машину.

Системи поділу часу володіють меншою пропускною здатністю, ніж системи пакетної обробки, тому виконується кожна запущена користувачем задача, а не та, котра "вигідна" системі і, крім того, є накладні витрати обчислювальної потужності на частіше переключення процесора із задачі на задачу. Критерієм ефективності систем поділу часу є не максимальна пропускна здатність, а зручність і ефективність роботи користувача.

Системи реального часу використовують для керування різними технічними об'єктами, такими, наприклад, як верстат, супутник, наукова установка технологічними процесами. У цих випадках існує гранично припустимий час, протягом якого повинна бути виконана та чи інша програма, що керує об'єктом, у іншому випадку може відбутися аварія: супутник вийде з зони видимості, експериментальні дані, що надходять із датчиків, будуть втрачені, товщина гальванічного покриття не буде відповідати нормі. Таким чином, критерієм ефективності для систем реального часу є їхня здатність витримувати заздалегідь задані інтервали часу між запуском програми й одержанням результату (керуючого впливу) - цей час називають часом реакції системи, а відповідну властивість системи - реактивністю. Для цих систем мультипрограмна суміш являє собою фіксований набір заздалегідь розроблених програм, а вибір програми на виконання здійснюється виходячи з поточного стану чи об'єкта, відповідно до розкладу запланових робіт.

Деякі операційні системи можуть поєднувати в собі властивості систем різних типів, наприклад, частину задач можуть виконувати в режимі пакетної обробки, а частину - в режимі реального часу чи в режимі поділу часу. У таких випадках режим пакетної обробки часто називають фоновим режимом.